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Projekt
Wehrlithe in den Bohrkernen des ICDP Oman Drilling Project: Ein Schlüssel zum Verständnis der Natur der Entwicklung von wasserhaltigen Magmen während der Anlage einer Subduktionszone
Antragsteller
Dr. Renat Almeev, Ph.D.; Professor Dr. Jürgen Koepke
Fachliche Zuordnung
Mineralogie, Petrologie und Geochemie
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 537666936
Während der globale Prozess der Subduktion als gut verstanden gilt, ist relativ wenig über die initialen Prozesse bei der Anlage einer Subduktionszone bekannt. Unser Verständnis über die magmatischen Prozesse bei der Entstehung von Subduktionszonen basiert zum großen Teil auf vulkanischen Gesteinen der ozeanischen Kruste. Hier ist Wasser, das aus Fluiden der subduzierten Platte stammt, die treibende Kraft, um charakteristische magmatische Serien zu erzeugen (Forearc-Basalte, Andesite, Boninite). Dagegen ist von den entsprechenden plutonischen Gesteinen, dem Anteil der fraktionierten Kristalle, die aus differenzierenden Schmelzen hervorgehen, praktisch nichts bekannt. Diese bilden oft lagige Kumulat-Sequenzen, wie sie im gabbroiden Teil der ozeanischen Kruste unter sich entwickelnden Subduktionszonen auftreten und die insbesondere aus der Ophiolith-Forschung bekannt sind. Im Oman-Ophiolith, dem am besten untersuchten Fragment schnell-spreizender ozeanischer Kruste an Land, die während der initialen Phase der Subduktion entstanden ist, sind solche tiefen Kumulat-Sequenzen jetzt direkt verfügbar, durch Bereitstellung von Bohrkernen, die im Rahmen des ICDP Oman Drilling Project geborgen wurden. Schlüssel-Gesteine, die den Einfluss von wasserreichen Fluiden während der Petrogenese ozeanischer Kruste über einer entstehenden Subduktionszone anzeigen, sind Wehrlithe: plutonische Gesteine, die hauptsächlich aus Olivin und Klinopyroxen bestehen: Die Kristallisation von Plagioklas, wie sie für die Bildung von Gabbros in der "normalen" ozeanischen Kruste typisch ist, wird durch die Anwesenheit von hohen Wasseraktivitäten verzögert oder ganz unterdrückt. Dieses einjährige Postdoc-Projekt zielt auf die systematische Untersuchung von Wehrlithen ab, die als kohärente Schichten innerhalb der Gabbro-Sequenzen der ICDP-Bohrkerne auftreten. Wir planen die Mineralphasen der Wehrlite umfassend auf Haupt- und Spurenelemente zu analysieren. Die Analyse-Daten werden es uns ermöglichen, ein detailliertes petrologisches Modell zu erstellen, wie die magmatische Differenzierung in wasserhaltigen MORB-Systemen während der Akkretion der unteren Ozeankruste in Spreizungssystemen über sich entwickelnden Subduktionszonen abläuft. Die Zusammensetzungen der wehrlithischen Phasen in Kombination mit petrologischer Modellierung und Anwendung relevanter Phasendiagramme werden Kristallisations-Pfade für variable Wasseraktivitäten aufzeigen. Zur Abschätzung der Kristallisationstemperaturen werden wir spezielle Geothermometer einsetzten. Spurenelementanalysen in Klinopyroxen werden die Berechnung der Spurenelementgehalte von Gleichgewichtsschmelzen durch Anwendung von Verteilungskoeffizienten ermöglichen, zum Vergleich mit den Zusammensetzungen aus Vulkaniten. Durch die Analyse von fluid-mobilen Spurenelementen in Klinopyroxen aus Wehrlithen werden wir die Anreicherung von fluid-mobilen Elementen in einem solch speziellen Settings der Subduktionszonen-Initiierung modellieren.
DFG-Verfahren
Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
